Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutSMP.pdf: 1317200 bytes, checksum: 79dde377784158c00b81b651c941bf26 (MD5) Previous issue date: 2003-06-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / A laboratory-scale investigation of SO2 scrubbing was carried out in a 77.92mm (diameter) × 80.00mm trickle bed with 2.00-2.36mm activated carbon particles using continuous and periodically interrupted liquid flows. The effects of cycle period (10 and 20 minutes), cycle split (0.1, 0.2 and 0.3), superficial gas velocity (20, 40 and 60mm/s), and superficial liquid velocity (2mm/s) on SO2 removal and sulfuric acid production were investigated using a simulated flue gas containing SO2 at 500, 1,000 and 1,500ppm. The average removal efficiency of the periodic operation varied from 40 to almost 100%. The major variables controlling periodic operation performance were found to be the superficial gas velocity and the SO2 concentration. The extent of SO2 removal increased with decreasing cycle period and increasing split. Continuous operation runs achieved practically 100% scrubbing efficiency in all tests performed. Sulfuric acid production rates ranged from 0.649×10-8 to 0.256×10-7mol/g catalyst.s. The concentration of sulfuric acid produced was proportional to both the initial SO2 concentration and the gas superficial velocity. Some sulfuric acid production rates data for periodic operation overlapped those obtained in continuous liquid flow experiments. The advantage for the periodic operation was the higher acid concentrations produced and the lower pressure drops across the trickle bed without carbon losses. However, sulfuric acid production should not be regarded as an end in itself for the periodic operation, as the main goal of this gas treatment route is the removal of sulfur dioxide. / O desempenho dos modos periódico e contínuo de operação para o tratamento de uma mistura gasosa de SO2 em ar foi analisado utilizando-se um reator de aço inox, em escala de bancada de 77,92mm de diâmetro interno, contendo leito fixo de carvão ativado de 80,00mm de altura, com partículas de 2,00 a 2,36mm. Foram obtidas as eficiências médias de remoção do gás e as concentrações de ácido sulfúrico produzido nas soluções líquidas de saída, em função da concentração inicial de SO2 (500, 1.000 e 1.500ppm), da velocidade superficial do gás (20, 40 e 60mm/s), da velocidade superficial do líquido (2mm/s) e, no caso da operação periódica, da duração dos ciclos (períodos de 10 e 20 minutos) e da fração de descarga (0,1, 0,2 e 0,3). A eficiência média de remoção da operação periódica variou de 40 a aproximadamente 100%. O desempenho do processo sofreu maior influência da variação da velocidade superficial do gás e de sua concentração inicial. A remoção do dióxido de enxofre foi mais efetiva ao se diminuir o período e se aumentar a fração de descarga. Com a operação contínua foram obtidas eficiências médias de remoção de aproximadamente 100% em todos os casos. As taxas de produção de ácido sulfúrico variaram entre 0,649×10-8 e 0,256×10-7mol/g catalisador.s. Em alguns casos, a operação periódica foi responsável por taxas de produção de ácido sulfúrico maiores que as da operação em estado estacionário. A concentração de ácido produzido foi proporcional à concentração inicial e à velocidade superficial do gás. Os resultados indicam que a vantagem da interrupção periódica do escoamento de líquido é o potencial para produção de ácido sulfúrico mais concentrado com menor perda de carga no leito sem perdas expressivas de carvão. Porém, a produção de ácido sulfúrico não deve ser encarada como um fim em si para a operação periódica, uma vez que o principal objetivo dessa via de tratamento do gás é o abatimento do dióxido de enxofre.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS15DA027.pdf: 855903 bytes, checksum: c74fe93131876759ed132420b820e754 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / The recommendation of fertilizer for beet cultivation in Santa Catarina still lacks adjustments and, therefore, this study was conducted to evaluate the crop response to fertilization with nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), sulfur (S), boron (B), zinc (Zn) and molybdenum (Mo). Three experiments were conducted on the field and one at greenhouse in the IFC, Rio do Sul (SC), using a Cambisol. In the first study, it was used the randomized block design in a factorial 4 x 4 with three replications, in which it were tested P (0, 200, 400 and 600 kg ha-1 of P2O5) and K rates (0, 150, 300 and 450 kg ha-1 K2O). On the second crop it was evaluated the replacement rates of 0, 33% and 66% of the initial doses. In both cases, the seedlings were transplanted and harvested 60 days after transplantation. It was determined the root diameter and the fresh and dry weight of leaves and roots, and the P and K content in the plant tissue. In the first crop beet reached maximum yield with 379 kg ha-1 P2O5 and it has not been observed response to K. On the second crop the maximum yield was obtained with the highest levels of P and K of applies on the first crop plus the largest replacement rate. In experiment 2, conducted in a 5x2 factorial arrangement in randomized blocks design with four replications, it were tested N rates (0, 50, 100, 150 and 200 kg ha-1) in the presence or absence of fertilization with S, Zn, B, Mo (rates of 30, 2, 1 and 0.01 kg ha-1 respectively). The beet responded positively to N rates up to 100 kg ha-1, increasing production when other nutrients were applied. Based on these results, the experiment 3 was installed in a greenhouse in order to determine which of the nutrients from experiment 2 was responsive. The treatments were: B, Zn, S e Mo, complete (B + Zn + S + Mo) and control, arranged in a completely randomized design with four replications. The results showed that the responsive nutrient was S. From this result, it was installed the field experiment 4 in a randomized block design with four replications testing S rates (0, 30, 60, 90, 120 and 150 kg ha-1). The beet answered positively to fertilization with S up to 60 kg ha-1 / A recomendação de fertilizantes para a cultura da beterraba no âmbito de Santa Catarina ainda carece de ajustes e, por isso, este trabalho foi conduzido com o objetivo avaliar a resposta da cultura da beterraba à adubação com nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), enxofre (S), boro (B), zinco (Zn) e molibdênio (Mo). Foram conduzidos três experimentos à campo e um em casa-de-vegetação no IFC, em Rio do Sul (SC), sob solo Cambissolo Háplico. O experimento 1 foi conduzido em dois cultivos. No primeiro cultivo utilizou-se o delineamento blocos ao acaso em esquema fatorial 4 x 4 com três repetições, nas quais foram testadas as doses de P (0, 200, 400 e 600 kg ha-1 de P2O5) e K (0, 150, 300 e 450 kg ha-1 de K2O). No segundo cultivo avaliaram-se as doses de reposição de 0, 33% e 66% das doses iniciais. Em ambos, foram transplantadas as mudas no espaçamento de 0,25 x 0,08 m e a colheita foi efetuada 60 dias após o transplante. Determinaram-se o diâmetro de raiz e a massa fresca e seca de folhas e raízes, o teor de P e K no tecido vegetal. No primeiro cultivo, a beterraba aumentou a produtividade com a aplicação de até 379 kg ha-1 de P2O5, não tendo sido observada resposta ao K. No segundo cultivo a máxima produtividade foi obtida nas parcelas com as maiores doses de P e K do primeiro cultivo, acrescidas da maior dose de reposição. No experimento 2, conduzido no esquema fatorial 5x2, no delineamento blocos ao acaso com quatro repetições, foram testadas as doses de N (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1) na presença ou ausência de adubação conjunta com S, Zn, B e Mo (doses de 30, 2, 1 e 0,01 kg ha-1, respectivamente). A beterraba respondeu positivamente à aplicação de doses de N até 100 kg ha-1, acrescida da adubação com os demais nutrientes. Com base nestes resultados, foi instalado o experimento 3, em casa-de-vegetação, com o objetivo de determinar qual dos nutrientes do experimento 2 foi responsável pela resposta. Os tratamentos foram: B, Zn S, Mo, completo (B+Zn+S+Mo) e testemunha, arranjados em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os resultados evidenciaram que o nutriente determinante na produtividade foi o S. A partir desses resultados, instalou-se a campo o experimento 4 no delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições testando as doses de S (0, 30, 60, 90, 120 e 150 kg ha-1). A beterraba respondeu positivamente à adubação com S até a dose de 60 kg ha-1

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KahildeteRFD_TESE.pdf: 2018469 bytes, checksum: 2bf4c3c4dd7f5e60e73413d8e6ce2dd5 (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / The diesel combustion form sulfur oxides that can be discharged into the atmosphere as particulates and primary pollutants, SO2and SO3, causing great damage to the environment and to human health. These products can be transformed into acids in the combustion chamber, causing damage to the engines. The worldwide concern with a clean and healthy environment has led to more restrictive laws and regulations regulating the emission levels of pollutants in the air, establishing sulfur levels increasingly low on fuels. The conventional methods for sulfur removal from diesel are expensive and do not produce a zero-level sulfur fuel. This work aims to develop new methods of removing sulfur from commercial diesel using surfactants and microemulsion systems. Its main purpose is to create new technologies and add economic viability to the process. First, a preliminary study using as extracting agent a Winsor I microemulsion system with dodecyl ammonium chloride (DDACl) and nonyl phenol ethoxylated (RNX95) as surfactant was performed to choose the surfactant. The RNX95 was chosen to be used as surfactant in microemulsioned systems for adsorbent surface modification and as an extracting agent in liquid-liquid extraction. Vermiculite was evaluated as adsorbent. The microemulsion systems applied for vermiculite surface modification were composed by RNX95 (surfactant), n-butanol (cosurfactant), n-hexane (oil phase), and different aqueous phases, including: distilled water (aqueous phase),20ppm CaCl2solution, and 1500ppm CaCl2solution. Batch and column adsorption tests were carried out to estimate the ability of vermiculite to adsorb sulfur from diesel. It was used in the experiments a commercial diesel fuel with 1,233ppm initial sulfur concentration. The batch experiments were performed according to a factorial design (23). Two experimental sets were accomplished: the first one applying 1:2 vermiculite to diesel ratio and the second one using 1:5 vermiculite to diesel ratio. It was evaluated the effects of temperature (25?C and 60?C), concentration of CaCl2in the aqueous phase (20ppm and 1500ppm), and vermiculite granule size (65 and 100 mesh). The experimental response was the ability of vermiculite to adsorb sulfur. The best results for both 1:5 and 1:2 ratios were obtained using 60?C, 1500ppm CaCl2solution, and 65 mesh. The best adsorption capacities for 1:5 ratio and for 1:2 ratio were 4.24 mg sulfur/g adsorbent and 2.87 mg sulfur/g adsorbent, respectively. It was verified that the most significant factor was the concentration of the CaCl2 solution. Liquid-liquid extraction experiments were performed in two and six steps using the same surfactant to diesel ratio. It was obtained 46.8% sulfur removal in two-step experiment and 73.15% in six-step one. An alternative study, for comparison purposes, was made using bentonite and diatomite asadsorbents. The batch experiments were done using microemulsion systems with the same aqueous phases evaluated in vermiculite study and also 20ppm and 1500 ppm BaCl2 solutions. For bentonite, the best adsorption capacity was 7.53mg sulfur/g adsorbent with distilled water as aqueous phase of the microemulsion system and for diatomite the best result was 17.04 mg sulfur/g adsorbent using a 20ppm CaCl2solution. The accomplishment of this study allowed us to conclude that, among the alternatives tested, the adsorption process using adsorbents modified by microemulsion systems was considered the best process for sulfur removal from diesel fuel. The optimization and scale upof the process constitutes a viable alternative to achieve the needs of the market / Os ?xidos de enxofre formados pela combust?o do ?leo diesel podem ser descarregados para a atmosfera sob a forma de particulados e poluentes prim?rios como SO2 e SO 3, acarretando grandes preju?zos ao meio ambiente e ? sa?de humana e, ainda, podem se transformar em ?cidos na c?mara de combust?o, causando danos aos motores. A preocupa??o mundial com o meio ambiente saud?vel e despolu?do tem levado ? institui??o de normas e leis no sentido de reduzir os n?veis de emiss?o de poluentes no ar, estabelecendo teores de enxofre cada vez mais baixos nos combust?veis, de modo a seter produtos menos agressivos ao meio ambiente e ? sa?de p?blica. Os m?todos convencionais de remo??o de enxofre do diesel t?m custo elevado, al?m de n?o serem capazes de produzir combust?veis com n?vel zero de enxofre. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver novos m?todos de remo??o de enxofre do diesel utilizando tensoativos e sistemas microemulsionados, procurando associar novas tecnologias e viabilidade econ?mica aos processos. Para escolha do tensoativo, foi feito um estudo de extra??o na regi?o de Winsor I, com cloreto de dodecilam?nio (DDACl) e nonil fenol etoxilado (RNX 95). A partir dos resultados foi escolhido o RNX 95, como constituinte dos sistemas microemulsionados utilizados na modifica??o dos adsorventes, para os processos de adsor??o e, como extratante, para extra??o l?quido-l?quido. Utilizou-se como adsorvente a vermiculita tratada com uma microemuls?o constitu?da por RNX 95 (tensoativo), n-butanol (cotensoativo), hexano (fase oleosa) e ?gua destilada, solu??o salina de CaCl220 ppm, solu??o salina de CaCl2 1500 ppm (fase aquosa), nos processos de adsor??o, em banho finito e em coluna, cuja fase fluida foi o ?leo diesel comercial (1233 ppm de enxofre). Na etapa de adsor??o em banho finito aplicaram-se duas abordagens estat?sticas pelo m?todo do planejamento fatorial completo (23), com tr?s vari?veis (temperatura, concentra??o da solu??o salina de CaCl2 e granulometria da vermiculita) em dois n?veis experimentais (superior e inferior), variando a raz?o vermiculita:diesel, sendo um planejamento fatorial para a raz?o igual a 1:2 e outro para raz?o igual a 1:5. A resposta experimental foi a capacidade da vermiculita em adsorver o enxofre. Os melhores resultados, tanto para a raz?overmiculita/diesel de 1:5 como para a raz?o 1:2, foram obtidos a uma temperatura de 60?C, concentra??o de CaCl 2 1500 ppm e granulometria da vermiculita 65 mesh, obtendo-se capacidades de adsor??o de 4,24 mg/g para a raz?o 1:5 e 2,87 mg/g, para a raz?o 1:2, indicando que a vari?vel mais significativa, em ambas as raz?es, foi a concentra??o da solu??o salina de CaCl2. Na extra??o l?quido-l?quido, realizada em duas e em seis etapas, utilizou-se a mesma propor??o de tensoativoe diesel e obtiveram-se percentuais de extra??o de 46,8% e 73,15%, respectivamente. Foi realizado tamb?m um estudo alternativo de modifica??o de outros adsorventes para fins de compara??o. Os ensaios foram feitos em banho finito com bentonita e diatomita, modificadas com microemuls?o. Os agentes modificadores foram os j? estudados neste trabalho acrescidos de solu??es salinas de BaCl220 ppm e 1500 ppm, como fases aquosas dos sistemas microemulsionados. Para a bentonita a melhor capacidade de adsor??o foi de 7,53 mg/g utilizando o sistema microemulsionado com ?gua destilada na fase aquosa e para a diatomita o melhor resultado ocorreu com a microemuls?o contendo solu??o salina de CaCl2 20ppm, obtendo-se uma capacidade de adsor??o de 17,04 mg/g. A realiza??o deste estudo permite concluir que, dentre as alternativas testadas, a adsor??o utilizando adsorventes impregnados por microemuls?es foi considerado o melhor processo de remo??o do enxofre do diesel e que a sua otimiza??o e scale upconstitui-se em uma alternativa vi?vel e de custo compat?vel comas necessidades do mercado

O enxofre é um dos elementos essenciais para as plantas e as exigências nutricionais nesse nutriente variam com a espécie e a taxa de crescimento das plantas. Com o objetivo geral de avaliar o efeito da nutrição em enxofre no crescimento e no metabolismo do capimtanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia) e do estilosante (Stylosanthes guianensis cv. Mineirão) desenvolveu-se a presente pesquisa com os objetivos específicos de avaliar os efeitos do fornecimento de enxofre em: i) modificações morfológicas, produtivas e nutricionais ocorridas na parte aérea e nas raízes; ii) metabolismo do nitrogênio e as consequentes alterações na composição e concentrações de aminoácidos; iii) concentrações de enxofre total, enxofre-sulfato e glutationa e na atividade das enzimas glutationa redutase e glutationa sulfo-transferase nas folhas recém-expandidas e raízes; iv) crescimento, metabolismo da glutationa e atividade das enzimas envolvidas no ciclo ascorbato-glutationa e v) absorção de sulfato e a expressão de genes de transportadores de sulfato. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação e camara de crescimento, empregando-se soluções nutritivas. As doses de enxofre aplicadas foram ajustadas de modo a permitir nutrição baixa, intermediária e alta em enxofre para cada espécie. O enxofre afetou diretamente na emissão de folhas e de perfilhos, área foliar, comprimento e superfície radicular do capim-tanzânia e do estilosante Mineirão, aumentando a produção de massa seca da parte aérea e das raízes. A baixa disponibilidade de enxofre ocasionou o desequilíbrio nutricional com o nitrogênio nas plantas, evidenciado por alta relação nitrogênio:enxofre e altas concentrações de nitrato e aminoácidos livres no tecido vegetal. Sob limitação de enxofre, o capim apresentou predomínio de asparagina na composição aminoacídica, enquanto no estilosante ocorreu a predominância de arginina. A aplicação de enxofre aumentou as concentrações de enxofre total, enxofre-sulfato e glutationa nas folhas diagnósticas e raízes para ambas as espécies forrageiras. As plantas crescidas sob limitação de enxofre apresentaram alta atividade da enzima glutationa redutase visando regenerar a glutationa reduzida, que atua protegendo as células contra danos oxidativos decorrentes do estresse da deficiência nutricional. O fornecimento de enxofre aumentou a atividade da glutationa sulfo-transferase incrementando a capacidade do vegetal de suportar estresses ambientais. A baixa disponibilidade de enxofre induziu o aumento da atividade de enzimas antioxidantes que atuam na regeneração da glutationa e do ascorbato na forma reduzida. As plantas crescidas em baixa disponibilidade de enxofre apresentaram aumento da concentração de glutationa e maior alocação desse composto nas raízes. A distribuição de glutationa das folhas para as raízes em condição de limitação de enxofre regula a absorção de sulfato no capim e no estilosante de modo diferenciado. Para o capim com alta concentração de glutationa nas raízes decresce o influxo total de 34S, enquanto para o estilosante não ocasiona a redução da absorção de sulfato. / Sulfur is an essential element required by plants and the nutritional requirements in this nutrient vary according to species and plant growth rate. This research had the main objective of evaluating the effect of sulfur nutrition on growth and metabolism of Guinea grass (Panicum maximum cv. Tanzânia) and stylo (Stylosanthes guianensis cv. Mineirão) and was developed with the specific objectives to determine the effects on i) morphological, productive and nutritional changes in plant shoots and roots, ii) nitrogen metabolism and the changes in the composition and concentrations of amino acids, iii) concentrations of total sulfur, sulfur-sulfate and glutathione and the activity of the enzymes glutathione reductase and glutathione sulfo-transferase in recently expanded leaves and roots, iv) growth, glutathione metabolism and activity of enzymes involved in ascorbate-glutathione cycle and v) sulfate uptake and expression of sulfur transporters genes. The experiments were carried out in greenhouse and growth chamber, by using nutrient solutions. Sulfur supply were adjusted to low, intermediate and high S nutrition for each species. Sulfur supply influences the emission of leaves, tillering, leaf area, root length and surface of Guinea grass and stylo increasing production of dry mass of aboveground and roots. Sulfur limitation alters the distribution of photosynthates between aboveground and roots of Guinea grass and stylo providing reduction in dry matter production of roots. The plants of Guinea grass increase root surface as a mechanism for adaptation to limited S in the culture medium. The relative chlorophyll index (RCI) in the recently expanded leaves relates to the production of dry mass of aboveground and can be used to assess S nutritional status in Guinea grass and stylo. The application of S proves necessary to increase production of dry mass in Guinea grass and stylo. Low S availability caused nutritional imbalance with N in Guinea grass and stylo plants, as shown by a high N:S ratio and high concentrations of N-nitrate and free amino acids in plant tissues. Among amino acids, asparagine predominated in S-limited guineagrass and arginine in Slimited stylo. Increased S supply regulates N:S ratio at values close to 20:1, which provides N and S concentrations that are more suitable for protein synthesis and forage production in plants of both species. Adding S increased concentrations of total S, S-sulfate, and glutathione in diagnostic leaves and roots of both species collected at the two harvests. Plants grown under S limitation showed high levels of GR activity, related to the regeneration of GSH, which acts to protect cells against oxidative damage caused by the stress of nutritional deficiency. S supply increased GST activity, and consequently plants\' capacity to withstand environmental stresses. Low S availability increased activity of the antioxidant enzymes that act in the regeneration of GSH and AsA. Plants grown with low S availability showed higher concentration of glutathione and greater allocation of glutathione to roots. For Guinea grass, high glutathione concentrations in roots decrease the 34S uptake. For stylo not cause reduction of 34S uptake.

Orientadores: Cláudia Longo, Fernando Aparecido Sígoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T16:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EversonThiagoSantosGeroncioda_M.pdf: 49355375 bytes, checksum: f552e7ceab4da2e918af08e239a6a01d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O óxido de zinco é um semicondutor tipo-n que apresenta fotoatividade apenas sob radiação UV. Com o objetivo de aproveitar a radiação visível, investigou-se a incorporação de enxofre como dopante em amostras preparadas através da decomposição térmica de ZnS em atmosfera oxidante. O aquecimento de ZnS a 900°C por 30 minutos resultou em ZnO, um pó branco com estruttura de wurtzita, área de superfície de 6 m/g e energia de band gap Eg de 3,07 e 3,04 eV foram obtidas após 30 e 60 minutos a 620 °C; com coloração amarelada e estrutura de wurtzita, apresentaram área superficial de 17m/g. As propriedades eletroquímicas, investigadas em solução aquosa de Na2SO4 para eletrodos de filmes porosos depositados em vidro-FTO, indicaram comportamento de semicondutor tipo-n; sob irradiação com simulador solar, o potencial de circuito aberto negativo, VOC ~ -0,2 V, se manteve estável enquanto a fotocorrente positiva, inicialmente 120 mA cm, diminuiu gradativamente até 6 mA cm, diminuiu gradativamente até 6 mA cm após 4 horas sob irradiação. A baixa estabilidade pode ser atribuída à baixa adesão dos filmes no vidro-FTO e à fotocorrosão do semicondutor. Identificou-se a presença de íons Zn na solução, observou-se que a luz intensifica a dissolução dos óxidos em meio aquoso e que o ZnO é menos suscetível à fotocorrosão. Os eletrodos de ZnO e S:ZnO foram sensibilizados por corante de rutênio e utilizados na montagem de células solares. Os maiores valores de eficiência de conversão de luz em eletricidade, h, foram obtidos para células de 0,25 cm preparadas com eletrodos sensibilizados por 20 minutos e eletrólito líquido; as células de S:ZnO apresentaram corrente de curto circuito de 3,3 mA cm, VOC de 0,7 V e h ~ 1,0%, enquanto que as células de ZnO apresentaram valor similar de VOC, fotocorrente máxima de 0,76 mA/cm e h ~ 0,1%. Em comparação com as células de ZnO, a maior eficiência das células preparadas com ambas as amostras de S:ZnO pode estar relacionada à maior área de superfície e estabilidade mecânica destes filmes quando comparados aos de ZnO. Os estudos também foram realizados para células de S:ZnO preparadas sem o corante; o dispositivo apresentou VOC = 0,53 V, fotocorrente de 0,13 mA/cm e h ~ 0,04%. Embora o S:ZnO apresente Eg de 3,04 eV, com absorção em l < 410 nm, a eficiência de conversão é inferior à obtida na célula com do semicondutor sensibilizado com o corante. Os estudos revelaram que o S:ZnO pode ser utilizado em células solares, porém, devido à fotocorrosão, é necessário investigar meios para aumentar sua estabilidade para que não comprometa a durabilidade dos dispositivos para conversão de energia solar / Abstract: Zinc oxide is an n-type semiconductor that shows photoactivity under UV radiation. Aiming to decrease the zinc oxide band gap and consequently shift its absorption band to visible range of the electromagnetic spectrum, this work has investigated some physical chemical properties of sulfur containing zinc oxide (S:ZnO) samples. The S:ZnO samples were prepared by thermal decomposition of ZnS in oxidizing atmosphere. The heating of ZnS at 900°C for 30 minutes resulted in ZnO, a white powder with wurtzite structure with a surface area of 6 m/g and band gap energy Eg of 3.21 eV. Samples of S:ZnO, obtained by thermal treatment at 620°C for 30 and 60 minutes, have a band gap of 3.04 and 3.07 eV, respectively, yellowish color, wurtzite structure and surface area of 17 m/g. The electrochemical properties were investigated in Na2SO4 aqueous solution for porous film electrodes deposited on FTO-glass. All samples were characterized as an n-type semiconductor; under irradiation with solar simulator. The open potential circuit is negative, VOC ~ -0.2 V and remains stable while the positive photocurrent, initially 120 mA cm, gradually decreases to 6 mA cm after 4 hours of irradiation. The low stability may be attributed to poor adherence of the films on FTO-glass and to photocorrosion of the semiconductor in aqueous medium. The photocorrosion process was confirmed by presence of Zn ion in solution after the irradiation period. It was also observed that the light enhances the dissolution of S:ZnO samples in aqueous solution and that the sulfur free ZnO is less susceptible to the photocorrossion processes. The electrodes of ZnO and S:ZnO samples were sensitized by the ruthenium dye and tested as solar cells. The highest value of conversion efficiency of the light into electricity, h, was obtained for S:ZnO (Eg = 3,04 eV) solar cell that was prepared with 0.25 cm electrodes sensitized by 20 minutes using a liquid electrolyte. Solar cells prepared with S:ZnO (Eg = 3,04 eV) shows short-circuit current of 3.3 mA/cm, VOC of 0.7 V and h ~ 1.0%, while the cells of ZnO showed similar value of VOC, the maximum photocurrent of 0.76 mA/cm and h ~ 0.1%. Compared with the cells of ZnO, the better efficiency of the cells prepared from both S:ZnO samples may be related to the higher surface area and mechanical stability of these films when compared to undoped ZnO. Studies were also conducted for S:ZnO cells prepared without the dye. The prepared device shows VOC = 0.53 V, ISC = 0.13 mA/cmof photocurrent and h ~ 0.04%. Even though the S:ZnO presents a a low band gap value (Eg = 3.04 eV) and absorption at 410 nm, the conversion efficiency is lower than that obtained in dye sensitized cells. Studies revealed that the S:ZnO can be used in solar cells, however, an improvement of its photostability is necessary in order to enhances the durability of the devices applied in conversion of solar energy / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Morro do Chaves Formation are considered important potential hydrocarbons source rock of the Sergipe-Alagoas basin. Cretaceous shales from Morro do Chaves Formation have been investigated to identify their isotopic signature and source areas by stable sulphur ä34S isotopes technique. In addition, this study shows the potential source rocks based on organic geochemical parameters. The 16 samples of shales were collected and submitted to total organic carbon (TOC), total sulphur (S), Rock-Eval pyrolysis and stable sulphur isotopes ä34S. The TOC and Rock Eval results revealed high organic contents and the predominance of kerogen classified as type I. The results of the geochemical analyses indicated TOC and S contents reaching 9,22% and 1,67%, respectively and it was possible to observe two intervals anoxic events. The results indicate sea water source from the bacterial sulfate reduction to high values of the sulfur isotopic ratio and low values reflect the isotopic signature of meteoric water. The paleoenvironment conditions were characterized like lagoon ambient with possibility marine invasion. / O objetivo deste trabalho visa caracterizar a geoquimica de folhelhos do periodo Cretaceo da Formacao Morro do Chaves, Bacia Sergipe-Alagoas. Foram estudadas 16 amostras de folhelhos submetidas a analise de carbono organico total (COT), enxofre Total (S), pirolise Rock Eval e razao isotopica de enxofre Â34S com o objetivo de identificar a assinatura isotopica e possiveis areas fontes. Os resultados de COT e Rock Eval demonstrou alta quantidade de materia organica e determinou-se o querogenio caracteristico como do tipo I, essencialmente algalica. Os resultados da analise geoquimica de COT e S atingiram valores de 9,22% e 1,67%, respectivamente, possibilitando a identificacao de dois intervalos anoxicos. Os resultados isotopicos identificaram duas provaveis fontes, sendo os altos valores relacionados a reducao bacteriana de sulfato provenientes de agua marinha, os baixos valores provenientes de fonte meteorica e os valores intermediarios de ambas as fontes. As condicoes paleoambientais foram caracterizadas como um ambiente lagunar que possivelmente ocorreu invasoes marinhas no sistema.

O presente trabalho apresenta estudos de lesão em biomoléculas (DNA e 2\'-deoxiguanosina) induzida por Cu(III)/tetraglicina (Cu(III)/G4), radicais de óxidos de enxofre (SO3&middot;-, SO4&middot;-, SO5&middot;-), HO&middot; e HSO5-, espécies estas geradas durante a autoxidação de S(IV) na presença de Cu(II)/G4 ou Cu(II) (ausência de tetraglicina) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II)). A formação dos radicais SO3&middot;- e HO&middot; foi detectada pela técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). As técnicas de espectrofotometria e dicroísmo circular foram empregadas para avaliar a formação de Cu(III)/G4 em diferentes condições experimentais, na presença e ausência de S(IV), e a interação entre os complexos de cobre (II)/(III) e a molécula de DNA. A eficiência da formação de Cu(III) depende da acidez, concentração de S(IV) e dos tampões utilizados. A lesão no DNA plasmidial pUC19 foi verificada empregando-se a técnica de eletroforese em gel de agarose. A extensão da lesão no DNA depende da acidez, concentração de S(IV), tempo de incubação e da presença de um segundo íon metálico. Usando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi possível estudar a oxidação de 2\'-deoxiguanosina a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-deoxiguanosina na presença dos oxidantes fortes gerados durante a autoxidação de S(IV) catalisada por Cu(II)/G4. Um estudo comparativo do efeito de vários íons metálicos evidenciou o sinergismo de Cu(II) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II), complexados ou não com tetraglicina). / The present work presents studies related to biomolecules damage (DNA and 2\'-deoxyguanosine) induced by Cu(III)/tetraglycine (Cu(III)/G4), oxysulfur radicals (SO3&middot;-, SO4&middot;-, SO5&middot;-) and HSO5-, species generated during S(IV) autoxidation in the presence of Cu(II)/G4 or Cu(II) (absence of tetraglycine) and trace level of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II)). The formation of SO3&middot;- and HO&middot; radicals was detected by electronic paramagnetic resonance technique (EPR). Spectrophotometric and circular dichroism techniques were used to evaluate the Cu(III)/G4 formation in different experimental conditions, in the presence and the absence of S(IV), and the interaction of copper (II)/(III) complexes and DNA molecule. The effectiveness of Cu(III) formation depends on the acidity, S(IV) concentration, and buffers used. The damage on pUC 19 plasmid DNA was verified by agarose gel electrophoresis. The extent on the DNA damage was related to acidity, S(IV) concentration, incubation time and to the presence of a second metal ion. Using the high performance liquid chromatography technique (HPLC) it was possible to study the oxidation of 2\'-deoxyguanosine to 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in the presence of strong oxidants generated during the S(IV) autoxidation catalyzed by Cu(II)/G4. A comparative study of the effect of several metal ions showed the synergism of Cu(II) and traces of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II), as tetraglycine complexes or not).

O presente trabalho se insere no Programa de Biomassa - Energia - Materiais - PROBEM?, cuja Refinaria de Biomassa desenvolve tecnologias para o aproveitamento integral de biomassas lignocelulósicas e oleosas, objetivando sua exploração autossustentada. Os principais produtos obtidos são combustíveis para geração de energia termoelétrica, produtos químicos, materiais inorgânicos e reciclagem de fertilizantes. Neste trabalho explorou-se a celulignina, que é um combustível obtido pela pré-hidrólise ácida da biomassa, visando à obtenção de gás de síntese (singás) da celulignina para geração de energia termoelétrica com turbinas a gás, como substituto do gás natural. Para essa aplicação, e também para aplicações em síntese de produtos químicos e combustíveis pelo processo Fischer Tropsch, teores de metais alcalinos, enxofre e cloretos são críticos. A biomassa considerada foi a madeira de Eucalyptus grandis. O trabalho propõe a lixiviação aquosa daqueles contaminantes por pré-hidrólise ácida da biomassa, seguida da moagem a úmido da celulignina para razões líquido/sólido (L/S) otimizadas em relação ao consumo de água e aos teores finais dos contaminantes na biomassa tratada. A eficiência da sequência de tratamentos foi verificada medindo os teores de potássio, sódio, cloreto e enxofre total após cada etapa de lixiviação da celulignina. A pré-hidrólise ácida do E. grandis foi realizada na presença de ácido sulfúrico como catalisador, com produção de cerca de 67% de celulignina e 34% de solução de açúcares, em relação à quantidade de biomassa seca inicial. Os resultados desta etapa do processamento mostraram uma redução no teor de potássio de 3,3 vezes e no teor de sódio de 1,9 vez na celulignina em relação ao E. grandis in natura. A celulignina assim obtida foi submetida a uma sequência de moagem a úmido em moinho de martelos. Resultados apontaram a razão L/S = 12 como mais eficiente. O singás obtido da celulignina apresentou teores estimados de K+ + Na+= 600 ppb, Cl-=1,4 mg/Nm³ e enxofre total = 4 mg/Nm³. Isso significa uma redução de 1000 vezes em K+ + Na+ em relação à biomassa bruta. Nessas condições, o gás de síntese obtido já seria similar ao singás do gás natural, podendo ser usado em turbinas a gás. As aplicações com o gás de síntese no processo Fischer Tropsch não estão descartadas já que as especificações do gás natural para essa mesma aplicação permitem um máximo de enxofre de 70 mg/Nm³. Melhoramentos nos procedimentos de análise química em todas as etapas do processo são necessários para levar a resultados mais acurados. Melhoramentos nos equipamentos de controle das emissões gasosas na geração do singás tendem a diminuir os teores de enxofre para os níveis previstos em norma (< 1mg/Nm³). / This work is part of the Program Biomass - Energy - Materials - PROBEM?, whose Biomass Refinery develops technologies for a self-sustaining exploration of lignocellulosic and oily biomass. The main products are fuels for thermal and electricity energy generation, chemicals, materials and recycled inorganic fertilizers. This work explores the cellulignin, which is a fuel obtained by acidic prehydrolysis of biomass aiming to produce synthesis gas (syngas) as a substitute for natural gas for themoelectrical energy generation with gas turbines. This application, and also for the Fischer Tropsch process, of alkali metals, sulfur and chlorine concentrations in the syngas must be very low. The selected biomass is Eucalyptus grandis. The main objectives are to promote the aqueous leaching of those contaminants from cellulignin by a sequence of treatments, and to obtain the syngas by gasification of the cleaned cellulignin. The aqueous leaching of contaminants is carried out by acidic prehydrolysis of the wood, followed by the wet grinding of cellulignin at different liquid / solid (L/S) rations optimized with respect to water consumption and the final concentration of contaminants in the treated biomass. The efficiency of the sequence of treatments was checked by measuring potassium, sodium, chloride and sulfur contents in the cellulignin after each leaching step. Prehydrolysis of E. grandis was carried out using sulfuric acid as a catalyst, producing 67% of cellulignin and 34% of hydrolysate in relation to the initial dry biomass mass. Results after prehydrolysis showed a reduction of 3.3 times in the potassium content and of 1.6 times for sodium in the unwashed cellulignin in relation to the E. grandis \'in natura\'. The cellulignin so obtained was wet-ground in hammer mill. Results showed the L/S = 12 as the more efficient ratio in the grinding step. After gasification of the cellulignin the estimated values of the contaminants in the syngas were K++Na+ = 600 ppb, Cl- =1,4 mg/Nm³, and total S = 4 mg/Nm³, similar to the syngas from natural gas specifications for those elements. This means that the syngas from the cellulignin can be used as a fuel in gas turbines, replacing the syngas obtained from natural gas. Yet, its application in the Fischer Tropsch process is not discarded because maximum sulfur content allowed in the natural gas for that application is 70 mg/Nm³. Improvements have to made on the analytical procedures to ensure more accurate results, and is also necessary to improve the efficiency of the equipments for gas emission control in the syngas generation process. The last improvement should lower the S content to the specification values for the syngas (< 1mg/Nm³).

[pt] O dissulfeto de ferro pode ser aplicado em sistemas de elevado grau tecnológico, por exemplo, componentes em coletores de energia solar, anodo despolarizador para a produção de hidrogênio e material catódico em baterias e pilhas de alta densidade de energia. O presente trabalho apresenta um estudo termodinâmico e cinético da reação de síntese de dissulfeto de ferro em um reator de leito fluidizado para temperaturas variando entre 400ºC e 500ºC, em regime de leito borbulhante. O rendimento da reação de síntese depende fortemente dos valores estabelecidos para as variáveis de processo: vazão de gás de arraste, temperatura, pressão parcial de enxofre gasoso, natureza das matérias-primas e tempo de reação. Em condições mais favoráveis de reação - 60 min e 500ºC - obteve-se conversão em FeS2 acima de 95%, partículas agregadas com distribuição de tamanhos na faixa de 100um a 200 um, de morfologia uniforme e esferoidal. A desagregação manual do FeS2 aglomerado conduz as partículas a tamanhos médios de 1,5um, tamanho considerado ideal para aplicações em fontes eletroquímicas. A quantificação do FeS2 foi realizada através do Método de Rietvelt associado à análise de DRX. Os resultados mostraram que é possível através de uma rota pirometalúrgica inovadora, partindo-se de reagentes relativamente baratos - Fe2O3 e S, obter o FeS2 para aplicação em catodos de pilhas e baterias. / [en] Iron disulfide can be used as an alternative material in high technological systems, as an example, solar energy collectors and cathodic component in primary and secondary batteries. The present work studies the kinetics and thermodynamics of the iron disulfide synthesis in a fluidized bed reactor for temperatures varying from 400ºC to 500ºC, operating in the bubble fluidized bed regime. It was observed that the synthesis conversion is much dependent on control variables: inert gas flow, temperature, sulfur gas partial pressure, nature of raw materials and reaction time. In favorable experimental conditions, that is 60 minute time reaction and 500ºC temperature, it was achieved more than 95% iron oxide conversion in iron disulfide, generating particle aggregates with distribution size between 100Âum and 200Âum, uniform morphology with ellipsoidal appearance. Manual desagragation leads to small iron disulfide particles with 1,4 Âum average size, ideal for electrochemical use. The iron disulfide phase quantification was performanced by the Rietvelt method associated with Powder Difraction technique. The results showed that it is possible, within a pyrometallurgy route, to synthesize iron disulfide for electrochemical applications, from cheap and easy obtainable reagents such as iron oxide and elemental sulphur.

[pt] No presente trabalho é proposto o desenvolvimento de um método analítico para determinação de S por espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua e forno de grafite (HR-CS GF MAS). As amostras foram preparadas por dissolução ácida e os padrões de calibração, assemelhados à matriz da amostra dissolvida, contendo sulfato, tioureia ou L-cisteína foram estudados em função de suas diferentes estabilidades térmicas. A técnica de HR-CS GF MAS é uma alternativa interessante para determinação de S, pois apresenta alta resolução espectral que minimiza interferências espectrais, pelo uso de um monocromador de alta resolução que permite a separação das linhas de absorção molecular do analito e da matriz, pelo uso do forno de grafite como fonte de atomização, que permite a separação da matriz e do analito antes da etapa de medida do sinal analítico. Com isso, este trabalho tem por objetivo desenvolver um método analítico para determinação de S em amostras de cabelo por HR-CS GF MAS, a fim de avaliar os níveis deste elemento no organismo e compará-los com os resultados obtidos por ICP OES. As condições escolhidas para temperatura de pirólise e de vaporização foram 1000 graus C e 2400 graus C, respectivamente, utilizando 800 microgramas de W, como modificador permanente, e 15 microgramas e 10 microgramas, respectivamente, de uma mistura de Pd(mais)Mg, como modificador em solução. O valor determinado para a concentração de S no material certificado de referência NCS DC73347a (cabelo humano) está de acordo com o descrito em seu certificado, bem como as concentrações de S determinadas em 14 amostras de cabelo, que estão em concordância com as determinadas por ICP-OES de acordo com teste t-pareado (95 por cento de confiança), o que comprova a boa exatidão do método proposto. / [en] In the presented work it is proposed the development of an analytical method for sulfur determination by high-resolution continuum source graphite furnace molecular absorption spectrometry (HR-CS GF MAS). The samples were prepared by acid dissolution and the calibration standards containing sulfate, thiourea, L-cysteine were studied as a function of their different thermal stabilities and its capability for matrix matching. The HR-CS GF MAS technique is an interesting alternative for sulfur determination, since its capability to perform an interference-free analysis due to its high resolution monochromator that allows to overcome the spectral overlapping and by the use of the graphite furnace as atomizer which minimizes the matrix effects before the analytical measurement. The aim of this work is to develop an analytical method for sulfur determination in hair samples by HR-CS GF MAS, in order to evaluate the levels of this element in the human body and to compare them with the results obtained by ICP OES. The chosen conditions for pyrolysis and vaporization temperatures were 1000 C degrees and 2400 C degrees, respectively, using 800 micrograms of W as permanent modifier combined with 15 micrograms and 10 micrograms, respectively, of Pd(plus)Mg mixture as modifier in solution. The value determined for S concentration in the certified reference material NSC DC73347a (human hair) was in agreement with those reported in its certificate, as well as sulfur concentrations determined in 14 hair samples, which are in agreement with those determined by ICP-OES according to the t-paired test (95 percent level of confidence), which proves the good accuracy of the proposed method.